вед.ин. Кушнир С.Х. студент Федоренко А.В. к.ф.-м.н Рудик Т.А. к.ф.-м.н.Сулима О.В.
Национальный технический институт Украины
«Киевский политехнический институт»
Повышение точности измерения линейного участка светосигнальной
характеристики телевизионного средства измерения
Введение
Степень
технического развития социума опосредованно зависит от возможностей измерения
характеристик, различных окружающих нас объектов и явлений. В технологически
развитых странах значительная часть операций контроля в высоких технологиях
осуществляется с помощью компьютеризированных телевизионных средств измерения (ТСИ).
С помощью ТСИ информация о структуре, состоянии и свойства объектов различной
природы, которая содержится в их излучении, превращается в изображение и
анализируется. ТСИ широко используются в: научных исследованиях, промышленных
технологиях, экологии, медицинской диагностике, астрономии и космическом
материаловедении, криминалистической экспертизе, биотехнологии,
микроэлектронике, военном деле и тому подобное.
Концепция
применения ТСИ для исследования параметров объектов базируется на предположении
о светоэлектрическом преобразователе (СЭП) как об
упорядоченной совокупности идентичных и независимых элементов разложения
изображения (пиксел). Реально требование идентичности обеспечивается
программной коррекцией, а требование независимости соседних пикселей
выполняется только при работе СЭП в диапазоне линейности. Поэтому для
проведения точных измерений при помощи ТСИ нужно знать диапазон линейности
светосигнальной характеристики (ССХ —
зависимость выходного сигнала ТСИ от освещенности СЕП). На сегодня в
научно технической литературе отсутствует информация касательно методик
измерения ССХ, а производитель, как правило, такой информации не подает.
Целью данной работы является
повышение точности измерения ССХ и определения ее линейного участка путем создания
методики и стенда для проведения экспериментальных и теоретических исследований.
Задачи работы: обоснование методики измерения ССХ, разработка стенда
для исследования ССХ, проведение экспериментальных исследований ССХ и установление диапазона
ее линейности.
Разработка экспериментального стенда и методики
Источник излучения (Неоновая лампа) Интерференционный фильтр ФИ-08 Фильтры ЖС-12,
КС-13 Фильтр НС-6 Телевизионное средство измерения OS-25III
Рисунок
1 Структурная схема стенда для измерения ССХ
Описанной в [1] методике есть недостатки,
в частности ССХ строится путем изменения коэффициента пропускания τ и
линейный участок ССХ не детализирован. Также в методике необходимо точно
устанавливать значения сигнала без фильтра, равное сигналу з фильтром, регулируя
относительное отверстие, что представляет значительные трудности, приводящие в
конечном результате к ошибкам измерения ССХ. В предложенной методике эти
проблемы устраняются следующим образом. В нашей роботе определена величина
сигнала B1 лежащем в линейном участке ССХ. При максимально
относительном отверстии с помощью ЖС-12 и КС-13 устанавливается это значение B1,
а затем измеряется сигнал B’1. Затем при снятом НС-6
фильтре устанавливается сигнал B2 при изменении
относительного отверстия. После того измеряется сигнал B’2 с установленным НС-6
фильтром. Такая операция производится до получения сигналов на уровне шумов. В
результате измерений получено два ряда значений B1,
B2…Bn и B’1,
B’2…B’n. Используя эти два ряда
и математическую обработку результатов измерения. Строится детализированный
линейный участок ССХ.
В результате проведённого эксперимента мы получили ССХ
камеры OS-25III (рис.2). Линейный
участок приведён на рис.3.
Рисунок 2 ССХ ТСИ на всём диапазоне Рисунок 3 Линейный участок ССХ
Выводы
Предложено новую методику исследования ССХ ТСИ,
которая позволяет быстро и с погрешностью 0,5% измерить ее линейный участок.
Литература
1.
Федоренко А.В. Кушнір С.Х. Визначення світлосигнальної
характеристики телевізійного засобу вимірювання // Всеукраїнська наукова
інтернет конференція «Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти
становлення»-выпуск
12-Тернополь-2015-ст. 112-113